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1、1专题专题14 14 热学热学考点考点48 48 分子动理论分子动理论 内能内能考点考点49 49 气体、固体和液体气体、固体和液体考点考点50 50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律考点考点51 51 试验：用油膜法估测分子大小试验：用油膜法估测分子大小考点考点52 52 热学综合问题热学综合问题2考点考点48 48 分子动理论分子动理论 内能内能1.分子动理论分子动理论(1)物体是由大量分子组成的分子的大小：分子直径的数量级为1010 m，分子质量的数量级为1026 kg.分子直径估测方法：油膜法阿伏伽德罗常数：1 mol的任何物质中含有NA6.021023个分子(2)分子
2、永不停息地做无规则运动扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的3布朗运动：指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动微粒越小，温度越高，布朗运动越明显(3)分子间存在相互的作用力分子间同时存在引力和斥力，分子力是分子间引力和斥力的合力2物体的内能(1)分子平均动能：分子由于做热运动而具有的动能叫分子动能物体内全部分子动能的平均值叫分子平均动能(2)分子的势能：由分子间相对位置确定的势能叫分子势能固体和液体的分子势能与物体的体积有关(3)物体的内能：物体中全部分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能4确定
3、内能的因素微观上：分子动能、分子势能、分子个数宏观上：温度、体积、物质的量变更物体内能有两种方式：做功、热传递内能的变更由热力学第确定律确定考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能5考法考法1 1布朗运动与分子热运动的比较布朗运动与分子热运动的比较6考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能7考法考法2 2利用阿伏伽德罗常数进行微观量的估算利用阿伏伽德罗常数进行微观量的估算1灵活运用两种微观模型灵活运用两种微观模型对液体、固体来说，可以将分子看成是一个个紧挨在一起的小球，也可认为这些分子是一个个紧密排列的立方体，如图所示(1)球体模型：分子的直径为 .(2)立方体模型：分子的直径为 .这
4、两种分子模型计算出的直径数量级相同考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能8考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能93注意一个问题注意一个问题由于固体和液体中分子间距离较小，则 可以近似表示每个分子的体积而气体分子间的距离很大，用 只能表示每个气体分子平均占据的空间，那么 就可以表示气体分子间的平均距离了考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能10考法考法3 3分子间作用力和分子势能随分子间距的变更规律分子间作用力和分子势能随分子间距的变更规律返回专题首页返回专题首页考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能11考点考点49 49 气体、固体和液体气体、固体和液体1.气体气体(
5、1)描述气体状态的物理量：温度、体积、压强描述气体状态的物理量：温度、体积、压强(2)气体的压强气体的压强产产生生缘缘由由：大大量量气气体体分分子子无无规规则则热热运运动动对对器器壁壁碰碰撞撞而而产产生生，气气体体作作用在器壁单位面积上的压力叫压强用在器壁单位面积上的压力叫压强确确定定因因素素：宏宏观观上上取取决决于于气气体体的的体体积积和和温温度度；微微观观上上取取决决于于单单位位体体积内的分子数积内的分子数(分子数密度分子数密度)和分子平均动能和分子平均动能单单位位：国国际际单单位位是是帕帕(Pa)，常常用用单单位位有有：标标准准大大气气压压(atm)、厘厘米米汞汞柱柱(cmHg)和和 毫
6、毫 米米 汞汞 柱柱(mmHg)换换 算算 关关 系系 是是：1 atm 76 cmHg1.013105Pa，1 mmHg133 Pa.12(3)气体实验定律玻意耳定律(等温变化)：p1V1p2V2或pVC.查理定律(等容变化)：.盖吕萨克定律(等压变化)：.理想气体状态方程：.2固体和液体固体和液体(1)固体分为晶体和非晶体两类，晶体又分为单晶体和多晶体(2)液体液体的表面张力：液体的表面分子间的引力称为表面张力，表面张力使液体表面收缩而绷紧，跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体13液晶：液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又具有晶体的各
7、向异性，液晶在显示器方面具有广泛的应用3饱和汽、饱和汽压和相对湿度饱和汽、饱和汽压和相对湿度(1)饱和汽：在密闭容器中的液体不断蒸发，液面上的蒸汽也不断凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，液面上的蒸汽叫饱和汽，而没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽(2)饱和汽压：饱和汽的压强叫做饱和汽压，饱和汽压与温度的高低有关，温度升高时，饱和汽压也增大饱和汽压与体积的大小无关(3)相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即相对湿度(B).考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体14考法考法4气体压强的计算气体压强的计算1液体封闭的气体压强的确
8、定液体封闭的气体压强的确定平平衡衡法法：选选与与气气体体接接触触的的液液柱柱为为探探讨讨对对象象进进行行受受力力分分析析，利利用它的受力平衡，求出气体的压强用它的受力平衡，求出气体的压强取取等等压压面面法法：依依据据同同种种液液体体在在同同一一水水平平液液面面处处压压强强相相等等，在在连通器内敏捷选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强连通器内敏捷选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强液体内部深度为液体内部深度为h处的总压强处的总压强pp0gh.考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体152固体固体(活塞或汽缸活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被
9、封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体压强考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体16考法考法5 5气体试验定律气体试验定律1 1气体试验定律及图线比较气体试验定律及图线比较考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体17考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体18考法考法6理想气体的状态方程及应用理想气体的状态方程及应用1理想气体理想气体(1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据
10、的空间认为都是可以被压缩的空间2状态方程：.3应用状态方程解题的一般步骤应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体19(3)由状态方程列式求解；(4)探讨结果的合理性考法7晶体与非晶体返回专题首页返回专题首页考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体20考点考点50 50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律1.热力学第确定律热力学第确定律(1)做功和热传递是变更物体内能的两种方式做功和热传递是变更物体内能的两种方式(2)热热力力学学第第确
11、确定定律律：一一个个热热力力学学系系统统的的内内能能增增量量等等于于外外界界向向它它传传递递的热量与外界对它所做的功的和用公式表达为：的热量与外界对它所做的功的和用公式表达为：UQW.2热力学其次定律热力学其次定律(1)热热传传导导的的方方向向性性：两两个个温温度度不不同同的的物物体体接接触触时时，热热量量会会自自发发地地从从高高温温物物体体传传到到低低温温物物体体，不不能能自自发发地地从从低低温温物物体体传传到到高高温温物物体体而而低低温温物物体必须要依靠外界的协助才能将热量传给高温物体体必须要依靠外界的协助才能将热量传给高温物体21(2)其次类永动机：从单一热源吸取热量并把它全部用来对外做
12、功，而不产生他变更的机器机械能和内能的转化过程具有方向性，违反热力学其次定律，不行能实现(3)热力学其次定律克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述：不行能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功，而不产生其他影响3能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律22考法考法8对热力学第确定律的理解对热力学第确定律的理解1热热力力学学第第确确定定律律不不仅仅反反映映了了做做功功和和热热传传递递这这两两种种变变更更
13、内内能能的的过过程程是是等等效效的的，而而且且给给出出了了内内能能的的变变更更量量和和做做功功与与热热传传递递之之间间的的定定量量关关系系此此定定律律是是标标量量式式，应应用用时时功功、内内能能、热热量量的的单单位位应应统统一一为为国际单位焦耳国际单位焦耳2对公式对公式UQW符号的规定：符号的规定：考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律233.几种特殊状况：几种特殊状况：(1)若若过过程程是是绝绝热热的的，则则Q0，WU，外外界界对对物物体体做做的的功功等等于于物体内能的增加；物体内能的增加；(2)若若过过程程中中不不做做功功，即即W0，则则QU，物物体体吸吸取取的的热
14、热量量等等于于物体内能的增加；物体内能的增加；(3)若若过过程程的的始始末末状状态态物物体体的的内内能能不不变变，即即U0，则则WQ0或或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量，外界对物体做的功等于物体放出的热量4留意事项：留意事项：(1)应应用用热热力力学学第第确确定定律律时时要要明明确确探探讨讨的的对对象象是是哪哪个个物物体体或或者者是是哪哪个热力学系统；个热力学系统；(2)应应用用热热力力学学第第确确定定律律计计算算时时，要要依依照照符符号号法法则则代代入入数数据据，对对结结果的正、负也同样依照规则来说明其意义；果的正、负也同样依照规则来说明其意义；考点考点50 热力学定律与能量守恒定
15、律热力学定律与能量守恒定律24(3)分析此类问题须要留意两点，“绝热”说明与外界没有热交换，气体向真空扩散时对外不做功考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律25考法考法9对热力学其次定律的理解对热力学其次定律的理解1对热力学其次定律关键词的理解对热力学其次定律关键词的理解在在热热力力学学其其次次定定律律的的表表述述中中，“自自发发地地”“不不产产生生其其他他影影响响”的含义：的含义：(1)“自自发发地地”指指明明白白热热传传递递等等热热力力学学宏宏观观现现象象的的方方向向性性，不须要借助外界供应能量的帮助；不须要借助外界供应能量的帮助；(2)“不不产产生生其其他他影影响
16、响”是是说说发发生生的的热热力力学学宏宏观观过过程程只只在在本本系系统统内内完完成成，对对四四周周环环境境不不产产生生热热力力学学方方面面的的影影响响，如如吸吸热热、放放热、做功等热、做功等2热力学其次定律的实质热力学其次定律的实质热热力力学学其其次次定定律律的的每每一一种种表表述述，都都揭揭示示了了大大量量分分子子参参与与宏宏观观过过程程的的方方向向性性，进进而而使使人人们们相相识识到到自自然然界界中中进进行行的的涉涉及及热热现现象象的的宏观过程都具有方向性宏观过程都具有方向性考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律263热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例返回专题
17、首页返回专题首页考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律27考点考点51 51 试验：用油膜法估试验：用油膜法估测分子的大小测分子的大小1.实验原理实验原理用油膜法估测分子大小的原理是：用累积法测出一滴油酸酒精溶液的体积V0，根据溶液浓度算出一滴纯油酸的体积V，测出油滴形成单分子油膜层的面积S，如果把分子看做球形，就可算出油酸分子的直径 .分子虽然很小，但分子间有空隙，除一些有机物质的大分子以外，一般物质分子直径的数量级都是1010 m本实验采用使油酸在水面上形成一层单分子的油膜的方法，估测分子的大小，油酸是一种脂肪酸，它的分子和水有很强的亲和力，当它浮于水面时，能形成一
18、个单分子层油膜，如果油膜分子可以大致看做球形，油膜的厚度就是分子的直径，如图所示282试验步骤试验步骤(1)配配制制油油酸酸酒酒精精溶溶液液，取取1 mL的的油油酸酸滴滴入入酒酒精精中中配配制制成成500 mL的的油酸酒精溶液油酸酒精溶液(2)用用滴滴管管或或注注射射器器将将配配制制好好的的油油酸酸酒酒精精溶溶液液一一滴滴一一滴滴地地滴滴入入量量筒筒中中，登登记记量量筒筒内内增增加加确确定定体体积积(例例如如1 mL)时时的的滴滴数数，算算出出一一滴滴油油酸酸酒酒精精溶溶液液的体积的体积(3)试试验验时时先先向向边边长长为为3040 cm的的浅浅盘盘里里倒倒入入约约2 cm深深的的水水，然然后
19、后将将痱痱子子粉粉或或石石膏膏粉粉匀匀整整地地撒撒在在水水面面上上，用用滴滴管管往往水水面面上上滴滴一一滴滴油油酸酸酒酒精精溶液，油酸马上在水面上散开溶液，油酸马上在水面上散开(4)待待油油酸酸薄薄膜膜的的形形态态稳稳定定后后，将将玻玻璃璃板板放放在在浅浅盘盘上上，然然后后将将油油酸酸膜膜的形态用彩笔画在玻璃板上的形态用彩笔画在玻璃板上考点考点51 试验：用油膜法估测分子的大小试验：用油膜法估测分子的大小29(5)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个(6)根据配制的油酸
20、酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.根据一滴纯油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度 ，即油酸分子的大小3误差分析误差分析用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面：(1)形成单分子油膜只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即 .要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜考点考点51 试验：用油膜法估测分子的大小试验：用油膜法估测分子的大小30(2)油滴的体积V用累积法测油滴的体积先测出1 mL的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积(3)油膜的面积S用坐标纸测出形态不规则油膜的面积数
21、出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确4留意事项(1)油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%.(2)痱子粉的用量不要太多，否则不易成功考点考点51 试验：用油膜法估测分子的大小试验：用油膜法估测分子的大小31(3)测一滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小(4)浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便精确地画出油膜的形态，画线时视线应与板面垂直(5)要待油膜形态稳定后，再画轮廓(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm的正方
22、形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个(7)做完试验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦拭，最终用水冲洗，以保持盘的清洁 返回专题首页返回专题首页考点考点51 试验：用油膜法估测分子的大小试验：用油膜法估测分子的大小32考点考点52 52 热学热学综合问题综合问题考法考法1010热学综合问题热学综合问题热热学学综综合合问问题题一一方方面面以以气气体体压压强强为为桥桥梁梁表表现现为为热热学学与与力力学学的的综综合合，涉涉及及受受力力分分析析、平平衡衡条条件件、牛牛顿顿运运动动定定律律、气气体体试试验验定定律律、志志向向气气体体状状态态方方程程等
23、等；另另一一方方面面以以功功和和能能为为桥桥梁梁表表现现为为试试验验定定律律与与热热力力学学定定律律的的综综合合，涉涉及及气气体体试试验验定定律律、志志向向气气体体状状态态方方程程、动动能能定定理、功能关系、热力学定律、能量守恒等理、功能关系、热力学定律、能量守恒等求求解解前前一一类类问问题题时时首首先先要要以以跟跟气气体体接接触触的的物物体体为为对对象象进进行行受受力力分分析析，探探讨讨对对象象可可以以是是活活塞塞(或或水水银银)、汽汽缸缸以以及及活活塞塞和和汽汽缸缸组组成成的的整整体体，明明确确探探讨讨对对象象是是平平衡衡还还是是加加速速运运动动，从从而而列列出出平平衡衡方方程程或或牛牛顿
24、其次定律方程求出顿其次定律方程求出33压强；接下来再以被封闭的气体为对象，明确气体的初、末状态，结合气体试验定律、志向气体状态方程求解求解后一类问题时找到气体试验定律与热力学定律之间的联系，弄清气体状态变更过程中各状态量的变更状况两个规律的联系在于气体的体积V和温度T，关系如下：(1)体积变更对应气体与外界做功的关系：体积增大，气体对外界做功，即W0.(2)志向气体不计分子间作用力，即不计分子势能，故内能只与温度有关，温度上升，内能增大，即U0；温度降低，内能减小，即U0，最终结合热力学第确定律UWQ求解问题另外，对志向气体，只要体积变更，外界对气体(或气体对外界)要做功返回专题首页返回专题首页考点考点52 热学综合问题热学综合问题